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DIN EN ISO 6892-1, ASTM E 8 - Essai de traction sur matériaux métalliques à température ambiante

La norme DIN EN ISO 6892-1 pour l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques a Ă©tĂ© publiĂ©e en fĂ©vrier 2017. Elle normalise l'essai de traction Ă  tempĂ©rature ambiante et dĂ©finit les grandeurs caractĂ©ristiques mĂ©caniques.

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  • Brochure sur le secteur d’activitĂ©: MĂ©tal PDF 8 MO

Description de la demande d’essai / mĂ©thode d’essai

L'essai de traction est l'essai mĂ©canique le plus important et le plus rĂ©pandu au monde; il dĂ©termine des caractĂ©ristiques de rĂ©sistance et d'allongement, dĂ©cisives pour la conception et construction de composants, d'articles d'usage quotidien, de machines, de vĂ©hicules et de bĂątiments. 

La demande d’essai sert Ă  dĂ©terminer les valeurs caractĂ©ristiques de maniĂšre fiable et reproductible et Ă  obtenir une comparabilitĂ© internationale. 

L’essai de traction uni axiale permet de dĂ©terminer les grandeurs caractĂ©ristiques pour la limite d'Ă©lasticitĂ© ou limite d'Ă©lasticitĂ© conventionnelle, la rĂ©sistance Ă  la traction et l’allongement Ă  la rupture. Cette mĂ©thode d’essai permet Ă©galement de dĂ©terminer la limite d'Ă©lasticitĂ© infĂ©rieure, l'allongement Ă  la limite d'Ă©lasticitĂ© et les allongements Ă  la force maximale. 

Essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques ISO 6892 et ASTM E 8 - DiffĂ©renciation en fonction des limites d’utilisation en tempĂ©rature

La mĂ©thode d’essai de traction des matĂ©riaux mĂ©talliques distingue quatre plages de tempĂ©rature pour la rĂ©alisation de l’essai: la tempĂ©rature ambiante, la tempĂ©rature Ă©levĂ©e, la basse tempĂ©rature et la tempĂ©rature de l'hĂ©lium liquide. Les diffĂ©rentes plages de tempĂ©rature et le milieu de l'hĂ©lium liquide induisent des exigences trĂšs diffĂ©rentes aux systĂšmes d'essai et Ă  la mĂ©thode d'essai, de mĂȘme qu’aux Ă©prouvettes Ă  prĂ©parer. La norme internationale ISO se subdivise par consĂ©quent en quatre parties traitant chacune de l'une des plages de tempĂ©rature mentionnĂ©es ci-dessus:

  • ISO 6892-1 MĂ©thode d'essai Ă  tempĂ©rature ambiante
  • ISO 6892-2 MĂ©thode d'essai Ă  tempĂ©rature Ă©levĂ©e
  • ISO 6892-3 MĂ©thode d'essai Ă  basse tempĂ©rature
  • ISO 6892-4 MĂ©thode d'essai dans l’hĂ©lium liquide

Outre ces normes ISO de portĂ©e internationale, des normes nationales, telles que l'ASTM amĂ©ricaine, la EN europĂ©enne, la JIS japonaise et la GB/T chinoise sont Ă©galement appliquĂ©es au niveau international. D’autres normes spĂ©cifiques pourront ĂȘtre requises pour des domaines d’application particuliers, par exemple l’aviation.

DIN EN ISO 6892-1, ASTM E 8 essai de traction sur matériaux métalliques à température ambiante

Les principales normes utilisĂ©es pour l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques sont la DIN EN ISO 6892-1 et la ASTM E 8. Les deux normes spĂ©cifient la forme des Ă©prouvettes et leurs essais. L'objectif des normes est de dĂ©crire et de spĂ©cifier une mĂ©thode d’essai permettant de dĂ©terminer des grandeurs caractĂ©ristiques comparables et correctes lorsque diffĂ©rents systĂšmes d'essai sont utilisĂ©s. Cela signifie Ă©galement que les exigences normatives formulent des exigences d’ordre gĂ©nĂ©ral, permettant de conserver une marge de manƓuvre suffisante pour la mise en Ɠuvre technique et l'innovation.

Les principales grandeurs caractĂ©ristiques de l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques sont:

  • La limite d'Ă©lasticitĂ©; plus prĂ©cisĂ©ment la limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure et la limite d'Ă©lasticitĂ© infĂ©rieure (ReH et ReL)
  • La limite d'Ă©lasticitĂ© conventionnelle; gĂ©nĂ©ralement dĂ©terminĂ©e comme „limite d'Ă©lasticitĂ© Ă©quivalente“ (Rp0,2) Ă  un allongement plastique Ă  0,2%
  • L’allongement Ă  la limite d'Ă©lasticitĂ©; plus prĂ©cisĂ©ment l'allongement Ă  la limite d'Ă©lasticitĂ© mesurĂ© par extensomĂ©trie, car sa dĂ©termination impose l’utilisation d'un extensomĂštre (Ae) (Ae)
  • La rĂ©sistance Ă  la traction (Rm)
  • L’allongement uniformĂ©ment rĂ©parti (Ag)
  • L’allongement Ă  la rupture (A), l’importance des spĂ©cifications normatives relatives Ă  la longueur du gabarit y est dĂ©cisive

La résistance à la traction à différents niveaux de durcissement du matériau

Pour les matĂ©riaux mĂ©talliques prĂ©sentant une limite d'Ă©lasticitĂ©https://www.zwickroell.com/de-de/materialpruefung-werkstoffpruefung/zugversuch/streckgrenze prononcĂ©e, la force de traction maximale est dĂ©finie comme la force la plus Ă©levĂ©e approchĂ©e aprĂšs la limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieurehttps://www.zwickroell.com/de-de/materialpruefung-werkstoffpruefung/zugversuch/streckgrenze. Dans le cas de matĂ©riaux faiblement renforcĂ©s, la force de traction maximale aprĂšs dĂ©passement de la limite d'Ă©lasticitĂ© peut Ă©galement ĂȘtre infĂ©rieure Ă  la limite d'Ă©lasticitĂ© - ce qui signifie alors la rĂ©sistance Ă  la traction est infĂ©rieure Ă  la valeur pour la limite d'Ă©lasticitĂ© supĂ©rieure.

Sur l’illustration, le diagramme de contrainte-dĂ©formation prĂ©sente une courbe avec Ă©crouissage Ă©levĂ© (1) et Ă©crouissage faible (2) aprĂšs la limite d'Ă©lasticitĂ©.

Pour les plastiques prĂ©sentant une limite d'Ă©lasticitĂ© et une chute de contrainte ultĂ©rieure, la rĂ©sistance Ă  la traction correspond en revanche Ă  la rĂ©sistance Ă  la traction de la contrainte Ă  la limite d’élasticitĂ©.

Limite d'élasticité (ReH et ReL), limite d'élasticité conventionnelle (Rp et Rt) et résistance à la traction (Rm)

Pour la dĂ©termination de la limite d'Ă©lasticitĂ© et de la rĂ©sistance Ă  la traction seule une mesure prĂ©cise de la force est nĂ©cessaire, tandis que pour toutes les autres grandeurs caractĂ©ristiques une mesure automatique de la dĂ©formation rĂ©alisĂ©e avec un extensomĂštre (ou une mesure manuelle de la dĂ©formation) sera requise pendant l’essai (ou aprĂšs le retrait de l’éprouvette/des rĂ©sidus d’éprouvette).

Demande relative à la mesure de la force et à la mesure de la déformation

Les principales exigences dĂ©crites concernent la mesure de la force et la mesure de la dĂ©formation de l’éprouvette sous l’effet de la force.

  • Pour la mesure de la force, la sĂ©rie ISO 6892 se rĂ©fĂšre Ă  l’ISO 7500-1 Essai et Ă©talonnage des dispositifs de mesure de la force des machines d’essai de traction et de compression et exige au moins la classe 1.
  • Pour la mesure de la dĂ©formation, la sĂ©rie ISO 6892 se rĂ©fĂšre Ă  la norme ISO 9513 Étalonnage des dispositifs de mesure de la dĂ©formation pour les essais de charge uniaxiaux et exige au moins la classe 1 pour la dĂ©termination des limites d'Ă©lasticitĂ©; la classe 2 peut ĂȘtre utilisĂ©e pour la mesure d'autres grandeurs caractĂ©ristiques (avec des dĂ©formations supĂ©rieures Ă  5%).

Outre le processus d’étalonnage, les normes pour la mesure de la force et de la dĂ©formation dĂ©crivent principalement les rĂ©sultats et dĂ©finitions pour les classifications de types. Ce dernier point est dĂ©cisif pour l'application dans la pratique des essais. L'appartenance Ă  une classe permet de dĂ©terminer les Ă©carts maximaux admissibles et rĂ©solutions pour le systĂšme de mesure Ă©talonnĂ©, qui devront ĂȘtre utilisĂ©s pour dĂ©terminer l'incertitude de mesure du systĂšme de mesure.

  • Pour la mesure de la force, l’ASTM E 8 se rĂ©fĂšre Ă  l’ASTM E 74,
  • pour la mesure de la dĂ©formation, elle se rĂ©fĂšre Ă  l’ASTM E 83.
  • Bien que les normes appliquĂ©es au niveau international diffĂšrent parfois en termes de structure du contenu, leurs dĂ©finitions et exigences sont coordonnĂ©es de telle maniĂšre que les grandeurs caractĂ©ristiques pertinentes de l'essai de traction ne diffĂšrent pas de maniĂšre significative.

L'Ă©valuation et donc la classification des systĂšmes de mesure de la dĂ©formation ou extensomĂštres constitue cependant une exception. Alors que l’ISO 9513 fait rĂ©fĂ©rence Ă  la valeur cible Ă  atteindre pour l'Ă©cart, l’ASTM E 83 prend Ă©galement en compte le rapport Ă  la longueur de rĂ©fĂ©rence initiale. Un extensomĂštre conçu pour de petites longueurs de rĂ©fĂ©rence initiale doit remplir des exigences mĂ©trologiques plus Ă©levĂ©es qu'un extensomĂštre destinĂ© Ă  des longueurs de rĂ©fĂ©rence initiales plus grandes. 

Les grandeurs caractĂ©ristiques, pour lesquelles l’utilisation d’un extensomĂštre de classe 1 au moins d’aprĂšs ISO 9513 est requise pour l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques, sont: 

  • Pente initiale de la courbe de contrainte-allongement mE
  • Limites d'Ă©lasticitĂ© conventionnelles Rp et Rt

Les grandeurs caractĂ©ristiques, pour lesquelles l’utilisation d’un extensomĂštre de classe 2 au moins d’aprĂšs ISO 9513 est requise pour l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques, sont: 

  • Allongement Ă  la limite d'Ă©lasticitĂ© Ae
  • Allongements uniformĂ©ment rĂ©partis Ag et Agt de mĂȘme que
  • Plage de plateau e autour de la rĂ©sistance Ă  la traction Rm ou de la force de traction maximale Fm
  • Allongements Ă  la rupture A et At

Impact de la vitesse d'essai sur les limites d’élasticitĂ© (ReH et ReL) et limites d'Ă©lasticitĂ© conventionnelles (Rp et Rt)

Outre la mesure prĂ©cise de la force et de l’allongement, les vitesses d’essai sont Ă©galement essentielles Ă  la dĂ©termination correcte des limites d’élasticitĂ© (ReH et ReL) et limites d’élasticitĂ© conventionnelles (Rp et Rt):

  • Les principales caractĂ©ristiques des matĂ©riaux mĂ©talliques sont significativement dĂ©pendantes du taux de dĂ©formation (ou vitesse de dĂ©formation) et changent avec celui-ci.
  • Des taux de dĂ©formation (ou vitesses de dĂ©formation) plus Ă©levĂ©s induiront par consĂ©quent des grandeurs de rĂ©sistance plus Ă©levĂ©es.
  • Selon l'alliage et la qualitĂ© du matĂ©riau mĂ©tallique, la dĂ©pendance Ă  la vitesse de dĂ©formation ou au taux de dĂ©formation peut ĂȘtre trĂšs importante, c'est-Ă -dire en dehors des limites de spĂ©cification pour des qualitĂ©s correspondantes.
  • Cela a conduit Ă  une normalisation internationale visant Ă  introduire une mĂ©thode supplĂ©mentaire pour fixer une vitesse d'essai adaptĂ©e, qui exige le respect des taux de dĂ©formation spĂ©cifiques ou vitesses de dĂ©formation Ă  l’intĂ©rieur de tolĂ©rances plus Ă©troites dans toutes les phases d'essai.

Afin d'amĂ©liorer la fiabilitĂ© des rĂ©sultats lors de la dĂ©termination des limites d’élasticitĂ© et limites d’élasticitĂ© conventionnelles, l'ISO et l'ASTM ont, depuis 2009, Ă©galement introduit le contrĂŽle du taux de dĂ©formation ou contrĂŽle de la vitesse de dĂ©formation dans leur norme pour l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques.

Les deux normes, puis d'autres normes nationales telles que JIS Z 2241 et GB/T 228, ont proposĂ© deux modes de mise en Ɠuvre de ce contrĂŽle du taux dĂ©formation:

  • premiĂšrement, un contrĂŽle automatique utilisant le signal de l'extensomĂštre (boucle fermĂ©e, "closed loop") et
  • deuxiĂšmement, un rĂ©glage manuel par prescription d’une vitesse traverse pour approche du taux de dĂ©formation correspondant lors de la dĂ©termination de la grandeur caractĂ©ristique (boucle ouverte, "open loop").

La premiĂšre mĂ©thode utilise les solutions techniques modernes des contrĂŽleurs d'entraĂźnement permettant le maintien automatique de la vitesse traverse dans la plage de tolĂ©rance spĂ©cifiĂ©e par la norme pour le taux de dĂ©formation. Cette mĂ©thode nĂ©cessite un systĂšme d’essai coordonnĂ© avec la technologie de contrĂŽle, mais simplifie considĂ©rablement l’essai et Ă©limine les erreurs liĂ©es au rĂ©glage de la vitesse traverse. Cette mĂ©thode de contrĂŽle est donc recommandĂ©e.

Plages de vitesse d’essai d’aprĂšs ISO 6892-1 et EN 10002-1:2001 dans les diffĂ©rentes phases d’essai

Allongement Ă  la rupture A et At

L’allongement Ă  la rupture A ou At est une mesure de ductilitĂ©, c'est-Ă -dire de fluiditĂ© ou formabilitĂ© d'un matĂ©riau.

L’allongement Ă  la rupture At nĂ©cessite l’utilisation d’un extensomĂštre qui sera positionnĂ© sur l’éprouvette jusqu’à la rupture de celle-ci et permettra de mesurer sa dĂ©formation. 

Longtemps mesurĂ© manuellement, l’allongement Ă  la rupture A se mesure aujourd’hui avec un extensomĂštre. La dĂ©termination correcte du point de rupture (break point) revĂȘt par consĂ©quent une importance dĂ©cisive pour la mesure automatique.

Des algorithmes modernes, qui analysent automatiquement la courbe de contrainte-dĂ©formation, garantissent la dĂ©termination fiable et prĂ©cise du point de rupture/de l’allongement Ă  la rupture. La position de rupture le long de l'Ă©prouvette, ou plus prĂ©cisĂ©ment la longueur calibrĂ©e de l'Ă©prouvette, est Ă©galement essentielle pour une dĂ©termination fiable et prĂ©cise de l'allongement Ă  la rupture. Lorsque la rupture ou la dĂ©faillance se situe en dehors de la longueur de rĂ©fĂ©rence des extensomĂštres avec contact, une dĂ©termination correcte de la dĂ©formation plastique ne peut cependant ĂȘtre donnĂ©es pendant la striction ou dĂ©faillance de l'Ă©prouvette. Les algorithmes d'exploitation renseignent la position de dĂ©faillance ou de rupture (par rapport aux points de mesure de l'extensomĂštre), mais la valeur d’allongement Ă  la rupture fournie est imprĂ©cise.

Les extensomĂštres optiques sans contact, qui mesurent toute la longueur calibrĂ©e de l’éprouvette, permettent par contre une dĂ©termination prĂ©cise de la position de rupture ou de la dĂ©faillance. Lorsque la position de rupture se situe en dehors de la longueur de rĂ©fĂ©rence initiale, l'allongement Ă  la rupture peut encore ĂȘtre dĂ©terminĂ© conformĂ©ment Ă  la norme ISO 6892-1:2017 annexe I, si le nombre de repĂšres de mesure adĂ©quat a Ă©tĂ© respectĂ© et utilisĂ© pendant l’essai. Le laserXtens Array ainsi que le videoXtens Array peuvent rĂ©soudre ces demandes (option). Cela signifie que les allongements Ă  la rupture peuvent ĂȘtre dĂ©terminĂ©s automatiquement, de maniĂšre fiable et prĂ©cise pour 100 % des Ă©prouvettes.

La norme JIS Z 2241 prĂ©voit d’effectuer une classification de la position de rupture. Cela s’effectue en principe manuellement par inspection visuelle ou par mesure sĂ©parĂ©e sans contact. Ces deux mĂ©thodes demandent du personnel et du temps. GrĂące aux extensomĂštres optiques modernes sans contact et les extensomĂštres de variation largeur, cette tĂąche peut ĂȘtre rĂ©solue automatiquement pendant l'essai de traction: la spĂ©cification de la classe (selon la position de rupture A, B ou C) fait alors partie intĂ©grante des rĂ©sultats dĂ©terminĂ©s et documentĂ©s.

Vidéo: Essai de traction sur matériaux métalliques ISO 6892-1 / ASTM E 8

Essai de traction sur matériaux métalliques ISO 6892-1 méthode A1 et A2

testXpert III: Essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques d’aprĂšs ISO 6892-1

Le Programme d’essai standard permet de choisir parmi les diffĂ©rentes mĂ©thodes de l’ISO 6892 et de l’ASTM E8, testXpert III s'occupe du reste - tous les rĂ©glages importants sont dĂ©jĂ  prĂ©dĂ©finis dans testXpert III. Voyez par vous-mĂȘme!

Essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques d’aprĂšs ISO 6892 et ASTM E8

L'essai de traction sur matériaux métalliques conformément à la norme ISO 6892 et ASTM E8 a été actualisé pour inclure le contrÎle de la déformation en boucle fermée. testXpert III propose des programmes d'essai standard préparés également pour cette méthode d'essai.

Validation logicielle TENSTAND

FiabilitĂ© des rĂ©sultats d'essai avec la validation conforme Ă  l'ISO 6892-1/TENSTAND 

Les rĂ©sultats d’essai dĂ©terminĂ©s conformĂ©ment Ă  la norme ISO 6892-1 par le logiciel d'essai peuvent ĂȘtre vĂ©rifiĂ©s et validĂ©s Ă  l'aide d'un ensemble de donnĂ©es et de rĂ©sultats d’essai convenus au niveau international. Dans le cadre du projet europĂ©en "TENSTAND", des donnĂ©es brutes provenant d'essais de traction sur mĂ©tal ont Ă©tĂ© gĂ©nĂ©rĂ©es et qualifiĂ©es. Des rĂ©sultats d’essais et couloirs de rĂ©sultats ont Ă©tĂ© dĂ©terminĂ©s et qualifiĂ©s Ă  partir de ces donnĂ©es. GrĂące Ă  ces jeux de donnĂ©es et de rĂ©sultats "TENSTAND", le logiciel d’essai peut ĂȘtre vĂ©rifiĂ© de maniĂšre rapide et fiable en comparant les rĂ©sultats. Le "National Physical Laboratory" (NPL) de Londres tient Ă  disposition ces jeux de donnĂ©es et de rĂ©sultats.

  • NPL (Nationales Physikalisches Laboratorium) est l'Institut national de mesure du Royaume-Uni. C'est aussi un centre d'excellence mondiale dans le domaine de la science et de la technologie. 
  • Ses principales tĂąches sont: la dĂ©termination des constantes naturelles et fondamentales, ainsi que la reprĂ©sentation/ prĂ©servation et transfert des unitĂ©s du systĂšme international d'unitĂ©s (SI); le NPL propose Ă©galement des prestations d'Ă©talonnage (UKAS).

Résultats sûrs et reproductibles avec TENSTAND et testXpert III

Vérifiez vos résultats d'essai avec la validation logicielle TENSTAND.

  • Charger les jeux de donnĂ©es brutes ASCII "TENSTAND" de NPL dans testXpert III
  • DĂ©terminer les rĂ©sultats d’essais, Ă  partir des jeux de donnĂ©es brutes, avec testXpert III
  • Comparer des rĂ©sultats individuels aux rĂ©sultats "TENSTAND"

Principales exigences dans la norme DIN EN ISO 6892-1:2017

Nous cherchons Ă  comprendre au mieux votre besoin et vous proposons la solution la mieux adaptĂ©e.

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Produits adaptĂ©s Ă  la rĂ©alisation de l’essai de traction sur matĂ©riaux mĂ©talliques d’aprĂšs ISO 6892-1, ASTM E 8

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